單對(duì)象人臉識(shí)別技術(shù),單對(duì)象人臉識(shí)別技術(shù)引言,外臉檢測(cè),內(nèi)臉檢測(cè)和定位
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，信息安全、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和身份認(rèn)證等問題成了一個(gè)重要而緊迫的研究課題。身份認(rèn)證是保證系統(tǒng)安全的必要前提，在多種不同的安全領(lǐng)域都需要準(zhǔn)確的身份認(rèn)證。傳統(tǒng)的身份證、智能卡、密碼等身份認(rèn)證方法存在攜帶不便、容易遺失、不可讀或密碼易被破解等諸多問題。基于人臉識(shí)別技術(shù)的身份認(rèn)證方法與傳統(tǒng)的方法相比，具有更好的安全性、可靠性和有效性，因此正越來越受到人們的重視，并逐漸進(jìn)入社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。
人臉識(shí)別技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景，可以應(yīng)用到多種不同的安全領(lǐng)域，因其識(shí)別特征的獨(dú)特性、惟一性和相對(duì)穩(wěn)定性，逐漸成為一非常熱門的研究課題。許多典型的人臉識(shí)別算法和應(yīng)用系統(tǒng)都是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)或特定的人臉數(shù)據(jù)庫，利用庫內(nèi)人臉進(jìn)行訓(xùn)練，并在相同的庫中實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別。但在軟件保護(hù)、計(jì)算機(jī)安全等特殊應(yīng)用中，身份認(rèn)證僅針對(duì)單個(gè)對(duì)象進(jìn)行人臉識(shí)別，現(xiàn)有的人臉識(shí)別方法并不能勝任這樣的識(shí)別任務(wù)。為此，本文針對(duì)單對(duì)象人臉識(shí)別的特點(diǎn)，討論了單對(duì)象人臉檢測(cè)和識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了一種單對(duì)象人臉識(shí)別算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該方法的有效性。
外臉檢測(cè)的任務(wù)是將待檢圖像中可能的人臉區(qū)域找出來并加以標(biāo)記，其步驟如下：
(1)根據(jù)人類膚色在色彩空間中存在區(qū)域性的特點(diǎn)，將可能為人臉的像素檢測(cè)出來。為更好地利用膚色特征，同時(shí)選用HSI和YcbCr兩種色彩空間對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，膚色范圍限定在H∈[0，46]，S∈[0.10，0.72]，Cb∈[98，130]，Cr∈[128，170]內(nèi)。將滿足條件的像素標(biāo)記為膚色像素，其余的均為非膚色像素。
(2)去噪處理。在以每一個(gè)膚色點(diǎn)為中心的5×5鄰域內(nèi)統(tǒng)計(jì)膚色像素的個(gè)數(shù)，超過半數(shù)時(shí)中心點(diǎn)保留為膚色，否則認(rèn)為是非膚色。
(3)將二值圖像中的膚色塊作區(qū)域歸并，并對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行比例、結(jié)構(gòu)分析，過濾掉不可能的人臉區(qū)域。目標(biāo)區(qū)域的高度／寬度比例限定在0.8～2.0。
將包含眼、眉、鼻和嘴的區(qū)域稱為內(nèi)臉區(qū)域。內(nèi)臉區(qū)域能夠很好地表達(dá)人臉特征，且不易受背景、頭發(fā)等因素的干擾，因此內(nèi)臉區(qū)域的檢測(cè)和定位對(duì)后續(xù)的特征提取和識(shí)別至關(guān)重要。
在外臉區(qū)域的上半部，對(duì)二值圖像進(jìn)行水平方向和垂直方向的投影，確定兩個(gè)包含黑點(diǎn)的矩形區(qū)域作為雙眼的大致區(qū)域。在確定的兩個(gè)區(qū)域中，對(duì)黑點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域膨脹，可以得到眼睛的基本輪廓和左石眼角，黑點(diǎn)坐標(biāo)的平均值作為瞳孔的位置。
